從商業衛星網路到深太空探索，太空產業正歷經前所未有的轉型。昔日專屬於政府與少數國防大廠的領域，如今已轉變為蓬勃發展且競爭激烈的市場，新創公司與既有業者正齊力挑戰太空探索的極限。太空創新的快速躍進，來自於數位工程、模擬技術與模型導向方法的融合，這些技術使各組織能以前所未有的速度、效率與信心，著手開發、測試並部署先進的太空系統。
Ansys 站在這場革新的最前線。從任務設計、太空通訊、遙測、領域感知、在軌維修、電子可靠性，到發射與重返系統的進步，Ansys 的尖端解決方案正協助打造一個更具連結性、安全性與永續性的太空環境。
設計太空任務的未來
現代太空任務的複雜性，要求在早期設計與效能分析階段，就具備全新層級的精準度。像Jim Wertz 博士這樣的先驅人物，是太空任務分析與設計領域的重要領導者，他們強調利用先進建模工具至關重要，以簡化決策流程且最佳化任務架構。能夠模擬並驗證軌道設計與軌道確定結果的正確性，以及評估月球與近月任務的長期永續性，正是任務成功的關鍵。
Ansys 推出的解決方案，例如 Systems Tool Kit (STK) 與 Orbit Determination Tool Kit (ODTK) 軟體，為任務設計提供端到端的數位工程架構，使組織能夠快速建模與分析近月軌道、評估太空船效能，並在投入高成本的實體製造前，先行驗證導航策略。MDA 作為合成孔徑雷達 (SAR) 與太空通訊領域的領導者，正透過軌道確定與其他 Ansys 解決方案，開創全天候持續觀測地球的新方法。即使在大學階段，學生也開始使用 STK 軟體，累積任務規劃的實務經驗，為迎接未來挑戰培養下一代的太空工程師。
「能夠建構整體系統架構模型、即時評估數千種設計選項，並在發射前模擬任務情境，這將徹底改變產業規則，也是決定哪個組織能在這波新太空經濟中搶得先機的關鍵。」
— James Woodburn，Ansys 研究人員，Ansys Government Initiatives
革新太空通訊、遙測與定位導航定時 (PNT) 技術
隨著太空日益擁擠與競爭激烈，對於高可靠性通訊、精準定位導航定時 (PNT) 及高解析度遙測的需求，同樣達到前所未有的高度。像 Wyvern 等公司正運用高光譜成像技術，為環境監測、農業與國防領域，開啟全新的應用潛力。同時，PierSight 正在革新海洋監測方式，透過近乎即時的資訊，協助強化海事安全與環境保護。New Space Systems 正在模擬衝擊與振動對電子元件的影響，這些元件對太空船零組件與子系統設計極為重要。
數位工程在確保這些太空資產的可靠性與韌性方面，扮演著關鍵角色。Ansys 的多物理模擬解決方案，協助各組織最佳化射頻 (RF) 與自由空間光通訊 (FSO) 系統、降低敏感元件的熱應力，並驗證衛星設計是否能承受極端的發射與太空飛行環境。像 Astranis 一樣的公司正運用這些技術彌平數位落差，部署創新衛星技術，為全球未獲得充分服務的人口提供高速網路。
強化太空態勢/領域感知與在軌機動能力
低地球軌道 (pLEO) 的快速擴增及近月空間交通流量的增加，為確保太空作業的安全性與永續性，帶來前所未有的挑戰。太空態勢感知 (SSA)、太空領域感知 (擴展 SSA 以涵蓋特徵識別與意圖判斷) 及在軌機動能力，如今已不是可有可無的選項，而是保護珍貴資產、避免災難性碰撞的關鍵要素。例如，Orbit Fab 開發了太空補給服務，並運用模擬技術進行燃料計算與可控碰撞規劃。
同時，太空輻射依然是一項難以克服的重大挑戰。Ansys 正與 Space & Bean 等組織合作，攜手開發最先進的輻射防護解決方案，同時也透過自家模擬工具，針對太空環境中電子放電與散裝材料相互作用的影響，提供關鍵任務所需的深度洞察。這些創新對於確保太空資產的長期可用性，以及保護敏感電子元件免受地球大氣層之外嚴酷環境的影響，實為不可或缺。
定位、導航與定時 (PNT) 模擬
推動月球經濟與深太空探索的發展
重返月球已不再是遙不可及的目標，而是即將實現的現實。Intuitive Machines 等公司正領軍月球探索、基礎建設發展與機器人探勘任務，為人類在地球之外的長期駐留奠定基礎。與此同時，像 MaiaSpace 與 Stoke Space 一樣的新興公司，正運用數位工程開發新一代推進、發射與重複使用技術，加快人類前往月球、火星，乃至更遠太空的步伐。
Firefly Aerospace 也是這個新時代的重要參與者之一，其致力於解決發射、登陸與軌道系統等各項挑戰，以支援多元的政府與商業任務。這些公司將數位工程納入開發流程的每個階段，不僅降低了成本與風險，也大幅提升了任務成功的可能性。
正如 Wertz 與其他產業領袖所指出，太空的未來取決於我們將數位工程與模擬整合至任務生命週期的成效優劣。能夠建構整體系統架構模型、即時評估數千種設計選項，並在發射前模擬任務情境，這將徹底改變產業規則，也是決定哪個組織能在這波新太空經濟中搶得先機的關鍵。
數位優勢：為未來世代守護太空
太空不再只是探索的前沿，更是全球安全、經濟成長與科學進展不可或缺的關鍵領域。快速創新、降低任務風險並全面最佳化效能的能力，將決定未來的領導者是誰。
模擬是推動太空產業創新的催化劑，無論您是在開創新商機、守護地球資產，還是探索浩瀚宇宙，模擬都將引領人類不斷向前邁進。每次突破性的發射與太空探索宏願，都仰賴在嚴苛環境與複雜產品之間精心規劃的互動，以期確保任務成功。從任務規劃、太空船系統設計，到發射後的維運階段，模擬都是不可或缺的關鍵。
在本期內容中，您將看到模擬如何革新太空領域，協助創新者預測並降低風險、提升效率、降低成本，為我們邁入嶄新的探索時代提供強大助力。
若要深入瞭解，請閱讀 Ansys Advantage 雜誌的太空模擬專題，並搶先一窺全新 Ansys 紀錄片「太空模擬」的精彩內容。
